حكاية الثنائيات Diodes المبسطة - 1

تعتبر الثنائيات (الدايودات) من أهم العناصر الإليكترونية، ولها العديد من الاستخدامات، ونجدها في مختلف الدوائر الإليكترونية.

الدايود هو عبارة عن عنصر فعّال يملك طرفين (مصعد، مهبط)، بنيته الداخلية تسمح له بأن يمرر التيار الكهربائي في اتجاه واحد، ويمنع مروره في الاتجاه المعاكس.

ويتركب الدايود من مواد شبه موصلة من النوعين (P,N) بحيث تشكلان معا الوصلة (P-N).

• يسمى الطرف الموصول المتصل بالمادة من النوع P بالأنود وهو موجب الشحنة، ويرمز لها بالرمز A.
• ويسمى الطرف الموصول بالمادة من النوع N بالكاثود وهو سالب الشحنة، ويرمز لها بالرمز K.

وصف العمل >>

إنّ الدايود يسمح لمرور التيار الكهربائي عند تشغيله في وضعية الانحياز الأمامي، في حين أنّه يضع حاجزا أمام مرور التيار الكهربائي عند تشغيله في وضعية الانحياز العكسي.

الانحياز الأمامي Forward Bias

في هذا الوضع نقوم بإيصال الأنود الموجب (P) بالقطب الموجب لمصدر الطاقة، والكاثوذ السالب (N) بالقطب السالب لمصدر الطاقة، وفي هذه الحالة يكون الدايود وكأنه مفتاح في حالة وصل ON حيث يقوم بتمرير التيار الكهربائي.

ويكون الثنائي منحازا أماميا عندما يكون الأنود (P) ذا قيمة فرق جهد موجب أكثر من الكاثود (N) بقيمة تزيد عن (0.7) فولت في الدايود المصنوع من السليكون، وبقيمة تزيد عن (0.3) فولت في الدايود المصنوع من الجرمانيوم، ويسمى هذا الجهد بـ "هبوط الجهد الأمامي"، ويرمز له اختصارا بالرمز Vf.

والفكرة هنا تكمن في أنّ الأنود يحتوي على جزيئات موجبة، والكاثود يحتوي على جزيئات سالبة، وعند إيصال الأنود (+) بالقطب الموجب لمصدر الطاقة، والكاثود (-) بالقطب السالب لمصدر الطاقة فإنّ ذلك سيسمح بأن تتحرك الجزيئات الموجبة باتجاه السالبة، والسالبة باتجاه الموجبة، وذلك نتيجة التنافر ثمّ التجاذب من قبل الطرف المقابل، فهنا تصبح قطعة الدايود عبارة عن وسط موصل ويسمح بمرور التيار الكهربائي من خلاله.

الانحياز العكسي Reverse Bias

وهنا يحدث عكس ما هو موجود في الانحياز الأمامي ..

ففي هذا الوضع نقوم بإيصال الأنود الموجب (P) بالقطب السالب لمصدر الطاقة، والكاثوذ السالب (N) بالقطب الموجب لمصدر الطاقة، - أي أننا عكسنا أقطاب الدايود بالنسبة للانحياز الأمامي - .. وفي هذه الحالة يكون الدايود وكأنه مفتاح في حالة قطع OFF حيث لا يمرر التيار الكهربائي.

والفكرة هنا عكس الانحياز الأمامي حيث أنّ الأنود - كالعادة - يحتوي على جزيئات موجبة والكاثود يحتوي على جزيئات سالبة، وعند إيصال الأنود (+) بالقطب السالب لمصدر الطاقة، والكاثود (-) بالقطب الموجب لمصدر الطاقة فإنّ ذلك سيسمح بأن تتحرك الجزيئات الموجبة باتجاه السالبة، والسالبة باتجاه الموجبة، وذلك نتيجة التجاذب، فهنا تصبح قطعة الدايود عبارة عن وسط يحتوي فجوة (فراغ) حيث أنّ الجزيئات الموجبة تكون على الكاثود (-)، والجزيئات السالبة على الأنود (+)، فلا تسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها.

مواصفات الدايودات >>

للدايودات خصائص فنية علينا مراعاتها أثناء اختيار الدايود المناسب في الدارات أو استبدال دايود تالف بآخر جديد.

التيار الأمامي: وهو أقصى تيار يمرره الدايود في حالة الانحياز الأمامي دون أن يؤدي ذلك لتلفه، فالقيمة الأعلى من هذه القيمة تستعمل على حرق الدايود.

الجهد العكسي الأقصى: وهو أقصى جهد يمكن أن يتحمله الدايود في حالة الانحياز العكسي، وذلك قبل أن ينهار فيبدأ بتمرير التيار الذي سيؤدي لتلفه.

فحص الدايودات >>

يتم فحص الدايودات من خلال جهاز قياس الأومية (المقاومة) والمسمى بالـ الأومميتر، ويكون ذلك على النحو التالي:

1. قم بتوصيل أقطاب الأومميتر بطرفي الدايود، مع مراعات الأقطاب كما هو موضح بالرسم.

2. في حالة الانحياز الأمامي نحصل على قراءة منخفضة للمقاومة، وقراءة مرتفعة في حالة الانحياز العكسي.

3. أي شيء آخر يخالف ما جاء في النقطة (2) يعني أنّ الدايود تالف.

وهناك طريقة أخرى باستخدام جهاز القياس الرقمي متعدد القياسات (Digital Multimeter) فهو يحتوي على خيارات قياس متعددة من بينها فحص الدايودات، حيث يقوم بقياس قيمة هبوط الجهد الأمامي بين طرفي الدايود، وهي تتراوح في قيمتها ما بين (0.3 - 1.2) فولت في الدايود السليم، ويوصل الطرف الموجب للجهاز مع أنود الدايود (+)، والطرف السالب للجهاز com مع كاثود الدايود (-)، فعند إيصاله في هذه الطريقة فإنه يعطي القراءات السابقة.

يتبع ..

لقد أنهيت الموضوع .. الله يعطيك العافية

كتب الموضوع بقلم : إياد أبو عرقوب

مدير الموقع ومؤسسه

www.eyad-arqoub.com

eyad-arqoub@live.com

حاصل على البكالوريوس في هندسة تكنولوجيا الاتصالات من كلية الهندسة التكنولوجية (البوليتكنيك) - جامعة البلقاء التطبيقية، وكذلك الدبلوم في هندسة الاتصالات من الكلية العربية في عمّان، كاتب ومحرر وكاتب قصص قصيرة، ومدوّن في مجال هندسة الاتصالات والإليكترونيات، نشرت عدة مقالات في صحيفة الدستور الأردنية، ولي كتابان منشوران ورقيا.